该研究利用组学方法从续随子(Euphorbia lathyris)基因组数据库中鉴定出续随子溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAT)家族基因,并对其基因结构、蛋白理化性质、进化关系进行生物信息学分析,利用qRT-PCR等技术对该基因家族的时空表达特性进行分析,以探讨ElLPAT 家族基因在调控种子脂肪酸生物合成中的作用.结果表明:(1)从续随子基因组共检测出5 个LPAT 家族基因,分别命名为ElLPAT1～5;ElLPAT1～5 基因编码氨基酸长度介于237～388 aa之间,理论等电点在6.23～9.56 之间.(2)系统进化分析显示,5个ElLPATs蛋白分别属于3 个亚类,其中ElLPAT1 属于1 型LPAT,ElLPAT2 和ElLPAT3 属于2/3 型LPAT,ElLPAT4 和ElLPAT5 属于4/5 型LPAT.(3)实时荧光定量qRT-PCR结果显示,5 个ElLPATs 基因在续随子不同组织中均有表达,ElLPAT1 和ElLPAT4 在各组织中表达量较低;ElLPAT2 在各组织中表达量较高,且在种子中表达量最高.研究推测,ElLPAT2 在续随子种子油脂合成代谢过程中可能发挥重要作用.

为了研究油酸脱氢酶(FAD2)基因ElFAD2对续随子(Euphorbia lathyris L.)中不饱和脂肪酸合成的调控作用,该研究在续随子转录组数据的基础上经筛选获得ElFAD2基因序列,并对其序列及表达特性进行分析.序列分析结果显示,ElFA D2基因全长1 907 bp,ORF长1 152 bp,共编码383个氨基酸,包含有典型的脂肪酸去饱和酶结构域.续随子ElFAD2蛋白理论等电点为8.08,属于稳定蛋白,包含4个跨膜区和3个保守的组氨酸簇.基于FAD2的系统发育分析表明,续随子与同科植物乌桕(Triadica sebi fera L.)的亲缘关系最近.荧光定量PCR分析发现,ElFAD2基因在不同器官中均有表达,且在花后15d的种子中表达量最高,在叶与花后30 d及45 d种子中的表达量相当,而在根、茎、花中的表达量最低.该研究结果为深入探讨续随子ElFAD2基因的生物学功能提供了基础数据,也为解析续随子种子中脂肪酸合成的分子机制奠定了基础.

本文从续随子发育种子中分离编码二酰甘油酰基转移酶2的cDNA克隆(ElDGAT2),采用生物信息学工具解析ElDGAT2酶蛋白的理化性质、高级结构、亚细胞定位及系统发育等特性.利用qRT-PCR研究该基因在续随子不同器官组织的表达谱.构建lDGAT2的组成型植物表达栽体(pCAMBIA1303-ElDGAT2),通过农杆菌介导烟草瞬时表达鉴定lDGAT2基因的功能.结果 显示,续随子ElDGAT2 cDNA全长l 939 bp,ORF为984 bp,编码327个氨基酸.ElDGAT2蛋白定位于内质网上,二级结构主要结构元件为α-螺旋(37.00％)和无规则卷曲(34.25％).DGAT2蛋白系统发育树分析揭示,续随子ElDGAT2与同科植物蓖麻、油桐、麻疯树的DGAT2蛋白亲缘关系较近.基因表达分析表明,ElDGAT基因在续随子不同器官中均有表达,而且在种子中的表达量显著高于其他器官.在种子发育中期(花后30 d)即油脂快速合成积累时期的表达量最高,ElDGAT2表达量约为叶片的12.83倍.与野生型和空载体转化烟叶相比,ElDGAT2瞬时表达的烟叶组织总油脂含量提高1.59％,饱和脂肪酸减少,油酸等不饱和脂肪酸增加.研究表明,ElDGAT2编码一个具有催化活性的DGAT2酶蛋白,异源表达可提高宿主组织总油脂和不饱和脂肪酸的合成积累,显示ElDGAT2对油酸等不饱和脂肪酸有底物偏好性.

千金子为常见中药,含有二萜类、甾醇类、香豆素类、黄酮类、挥发油、脂肪油等丰富的化学成分和广泛的药物活性.二萜类化合物为其主要成分和活性成分,其中续随子烷二萜型和巨大戟烷二萜型两种骨架构成了千金子中的主要二萜类成分,具有致泻、抗肿瘤、抗肿瘤多药耐药、调节肠道菌群、祛斑美白等多种生物活性.通过整理、分析相关文献,全面综述了从千金子中分离出的二萜醇酯类成分及其生物活性,并对部分生物活性作用机制以及构效关系加以介绍,为千金子二萜醇酯类成分及其生物活性方面的研究提供文献参考,以期为更好地开发利用千金子提供科学依据.

续随子为大戟科大戟属植物,在我国吉林、河北、河南、浙江、安徽、广西、云南、四川等地区均有广泛分布.作为我国传统中药材,民间多用于治疗水肿、痰饮、积滞胀满、二便不通、血瘀经闭、外治顽癣、疣赘等.现代研究表明,续随子中化学成分主要包括脂肪酸、二萜、黄酮、香豆素、挥发油、甾醇等.临床上对白血病、食道癌、皮肤癌等疾病疗效甚佳,极具药用开发价值.本文系统综述了1970年以来续随子化学成分、药理活性等方面的研究进展,以期为续随子的深入研究和开发利用提供参考.

本文建立了一种超高效液相色谱-飞行时间-质谱联用技术(UPLC-Q-TOF/MS)全面快速地分析千金子制霜前后的化学成分变化的方法,为进一步阐明千金子制霜减毒机理提供参考.采用UPLC-Q-TOF/MS技术分析了千金子制霜前后成分变化,并借助SIMCA-P软件,基于主成分分析法(PCA)和偏最小二乘判别法(PLS-DA)多变量统计方法分析千金子制霜前后化学成分量的变化.结果 发现,千金子制霜前后化学成分差异显著,从中推断出14个潜在的化学标记物,正离子模式下,千金子制霜后千金子素L2、 L3、 L7a、L8、 L9和续随子醇的量明显下降;负离子模式下,霜品中秦皮乙素、双七叶内酯、巨大戟醇和棕榈酸的量明显升高,千金子素L1、L4和L5的量明显降低.UPLC-Q-TOF/MS技术结合多变量统计方法研究千金子制霜前后化学成分复杂变化具有一定的优势,为阐明其制霜减毒机理提供了重要科学依据.

△9-硬脂酰-ACP脱氢酶(SAD)是参与植物不饱和脂肪酸生物合成的关键酶.该研究从续随子(Euphorbia lathyyris)种子转录组数据库中筛选得到续随子ElSAD2基因序列,对其序列表达特性进行分析,并鉴定ElSAD2基因的功能.结果显示:(1)续随子ElSAD2的cDNA全长1 665 bp,ORF为1 194 bp,编码397个氨基酸残基;系统进化分析显示E1SAD2蛋白与蓖麻(Ricinus communis)RcSAD1蛋白等亲缘关系较近.(2)ElSAD2在续随子各器官中均有表达,其中在花后30 d种子中表达量最高.(3)在BY4389缺陷型酵母中过表达ElSAD2,使缺陷酵母不饱和脂肪酸含量升高.(4)本氏烟草瞬时表达ElSAD2,使得烟草叶片总油脂和油酸含量分别提高2.46％和2.1％.研究发现,ElSAD2能催化单不饱和油酸的生物合成,可进一步应用于油料植物油脂产量和品质改良.